[2014 EBS 인터넷 수능] 화법과 작문 & 독서와 문법(B)-금속의 결정 구조

[구렛나루]

[10~13] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

결정이란 입자를 구성하는 원자나 이온 등이 3차원의 규칙적인 배열을 갖는 것을 의미한다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 금속들은 결정 구조를 갖는데, 이러한 결정의 구조에 따라 동일한 원소로 이루어진 물질이라 하더라도 물질의 물리적, 화학적, 광학적 성질이 달라진다. 예를 들어 철은 어떤 결정을 갖느냐에 따라 녹는점이 600도 이상 차이가 난다. 반면 결정과 달리 물질을 구성하는 요소들이 불규칙하게 임의로 배열되어 있는 경우를 무정형 구조라고 하는데, 유리와 같은 물질이 대표적인 예이다.

결정의 특징은 가장 작은 기본 단위 구조가 있어 이것이 반복적으로 일정하게 배열이 된다는 것이다. 따라서 결정 구조를 정확히 이해하기 위해서는 반복되는 단위 구조를 알아야 한다. 단위 구조는 결정을 ㉠이루고 있는 가장 작은 단위이며, 그 일반적인 기하학적 모양은 그림 (가)에 나타난 바와 같다. 그림에서 각 축의 길이 a, b, c와 각도 α, β, γ를 격자 상수라 한다.

결정 구조 전체는 이 단위 구조의 3차원적인 반복이기 때문에 대칭성과 반복성을 갖는다. 그리고 단위 구조의 격자 상수는 결정 구조를 설명하기 위해 필수적인 것이다. 즉 각 축의 길이와 각도에 따라 14가지의 단위 구조로 나눌 수 있으며, 이를 통해 3차원에서 나타나는 모든 결정 구조를 표시할 수 있다. 이때 각 축의 길이 a, b, c가 서로 같고 각도 α, β, γ 모두 90도인 결정들을 정육면 입방 정계라 하는데, 대부분의 금속들은 이러한 정육면 입방 정계의 결정으로 이루어져 있다. 정육면 입방 정계는 단순 입방, 면심 입방, 체심 입방의 세 가지가 있다. 그림 (나)와 같이 단순 입방 구조는 정육면체의 각 꼭짓점에 원자들이 위치하는 것으로서 단위 구조는 그림 (다)와 같이 나타낼 수 있다. 이러한 구조에 따라 한 원자에 맞닿아 있는 다른 원자들의 개수인 배위수가 달라지게 된다. 한편 단순 입방 구조의 중앙에 1개의 원자를 위치시키면 체심 입방 구조가 되고, 단순 입방 구조의 각 면에 원자를 하나씩 추가로 위치시키면 면심 입방 구조가 된다. 텅스텐, 크로뮴과 같은 금속은 체심 입방 구조를 가지며, 구리, 금, 납과 같은 금속은 면심 입방 구조로 결정을 이룬다.

금속 결정은 격자의 구조에 따라 기본 단위 구조 안에 들어 있는 원자의 수도 달라지며, 기본 단위 구조의 전체 부피 중에 원자가 차지하고 있는 부피와 원자가 없는 빈 공간의 비도 달라진다. 기본 단위 구조 안에 있는 원자의 수는 모서리에 있는 것은 1/8개, 면에 있는 것은 1/2개, 중심에 있는 것은 1개로 계산한다. 단순 입방 구조의 경우 단위 구조의 전체 부피 중 원자가 차지하고 있는 부피는 52%이다. 그리고 단순 입방 구조의 배위수는 6인 반면, 체 심 입방 구조의 배위수는 8이다.

10 윗글에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

① 대상을 분류해 가며 내용을 전개하고 있다.

② 용어의 개념을 정의하며 내용을 서술하고 있다.

③ 시각 자료를 활용하여 독자의 이해를 돕고 있다.

④ 대상이 변화하는 과정을 단계적으로 설명하고 있다.

⑤ 구체적인 사례를 활용하여 내용을 뒷받침하고 있다.

11 윗글의 내용과 일치하지 않는 것은?

① 결정 구조는 대칭성과 반복성을 갖는다.

② 유리는 결정 구조를 갖지 않는 물질이다.

③ 결정 구조는 정형 구조와 무정형 구조로 나눌 수 있다.

④ 격자 상수에 따라 14가지의 단위 구조로 나눌 수 있다.

⑤ 동일한 원소로 이루어졌어도 결정 구조에 따라 물질의 성질이 달라진다.

12 윗글을 바탕으로 <보기>를 이해한 학생들의 반응으로 적절하지 않은 것은?

<보기>

*두 물질 모두 정육면 입방 정계의 결정으로 이루어져 있다.

① A의 배위수는 단순 입방 구조보다 2개 많겠군.

② 단위 구조의 격자 상수 중 α, β, γ는 A와 B가 동일하겠군.

③ 텅스텐과 크로뮴은 A, 구리와 금은 B의 결정 구조를 갖겠군.

④ A 안에는 2개의 원자가, B 안에는 3개의 원자가 있는 셈이군.

⑤ 단위 구조 안에서 원자가 차지하는 부피는 A, B 모두 52%가 넘겠군.

13 ㉠과 바꾸어 쓸 수 있는 말로 가장 적절한 것은?

① 조절(調節)하고 ② 지지(支持)하고

③ 구성(構成)하고 ④ 산출(算出)하고

⑤ 생성(生成)하고

도움자료

[2014 EBS 인터넷 수능]

화법과 작문 & 독서와 문법 -B    

(10~13) 금속의 결정 구조

해제: 이 글은 금속의 결정 구조의 종류와 특징을 설명하는 글이다. 금속의 결정 구조는 반복되는 단위 구조를 통해 이루어지게 되는데, 정육면 입방 정계의 경우 단순 입방, 면심 입방, 체심 입방 구조의 세 가지 종류가 있다. 단순 입방 구조는 정육면체의 각 꼭짓점에 원자들이 위치한 구조이며, 단순 입방 구조의 중앙에 1개의 원자를 위치시키면 체심 입방 구조, 단순 입방 구조의 각 면에 원자를 하나씩 추가로 위치시키면 면심 입방 구조가 된다. 이 구조에 따라서 원자의 수와 부피, 그리고 배위수가 달라지게 된다.

주제: 금속 결정 구조의 특징과 종류

구성:

◦ 1문단: 결정의 개념과 결정 구조

◦ 2문단: 결정을 이루고 있는 단위 구조

◦ 3문단: 결정 구조의 종류

◦ 4문단: 결정 구조에 따른 원자의 차이점

10. 내용 전개 방식 파악

윗글에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

이 문제는: 글의 서술 및 내용 전개 방식을 이해하는지를 평가하는 문제이다. 정의, 비교, 분류, 대조 등의 서술 방식과 함께 글의 전개 방식을 고려하여 글을 읽어 본다.

[정답이 정답인 이유]

④ 대상이 변화하는 과정을 단계적으로 설명하고 있다.

이 글에서는 금속의 결정 구조가 변화하는 과정에 대한 내용은 제시되어 있지 않다.

[오답이 오답인 이유]

① 대상을 분류해 가며 내용을 전개하고 있다.

글의 서술 대상인 결정 구조를 분류하는 기준으로 단위 구조의 격자 상수를 제시하고 있다.

② 용어의 개념을 정의하며 내용을 서술하고 있다.

결정이라는 과학 용어의 개념을 정의하며 결정 구조를 설명하고 있다.

③ 시각 자료를 활용하여 독자의 이해를 돕고 있다.

정육면 입방 정계의 구조를 시각 자료로 제시하고 있다.

⑤ 구체적인 사례를 활용하여 내용을 뒷받침하고 있다.

철을 사례로 물질의 성질이 달라진다는 내용을 뒷받침하고 있다.

11. 세부 정보 파악

윗글의 내용과 일치하지 않는 것은?

이 문제는: 글의 내용을 사실적으로 이해하고 있는지를 평가하는 문제이다. 금속의 결정 구조에 대한 설명을 사실적으로 파악하며 글을 읽어 본다.

[정답이 정답인 이유]

③ 결정 구조는 정형 구조와 무정형 구조로 나눌 수 있다.

결정 구조란 입자를 구성하는 원자나 이온 등이 3차원의 규칙적인 배열을 갖는 것을 의미하며, 물질을 구성하는 요소들이 불규칙하게 임의로 배열되어 있는 경우를 무정형 구조라고 하였으므로, 결정 구조에는 무정형 구조가 포함된다고 할 수 없다.

[오답이 오답인 이유]

① 결정 구조는 대칭성과 반복성을 갖는다.

3문단에서 결정 구조는 단위 구조의 3차원적인 반복이기 때문에 대칭성과 반복성을 갖는다고 설명하고 있다.

② 유리는 결정 구조를 갖지 않는 물질이다.

1문단에서 무정형 구조의 사례로 유리를 제시하고 있다.

④ 격자 상수에 따라 14가지의 단위 구조로 나눌 수 있다.

3문단에서 격자 상수를 통해 결정 구조를 14가지의 단위로 나눌 수 있다고 설명하고 있다.

⑤ 동일한 원소로 이루어졌어도 결정 구조에 따라 물질의 성질이 달라진다.

1문단에서 철을 예로 들며 결정의 구조에 따라 물질의 물리적, 화학적, 광학적 성질이 달라진다고 설명하고 있다.

12. 핵심 정보 파악

윗글을 바탕으로 (보기)를 이해한 학생들의 반응으로 적절하지 않은 것은?

이 문제는: 글에 담긴 내용을 바탕으로 구체적인 사례를 이해하고 있는지를 평가하는 문제이다. 단순 입방 구조와 면심 입방 구조, 체심 입방 구조를 파악한 후, 각각의 특징을 살펴보며 글을 읽어 본다.

[정답이 정답인 이유]

④ A 안에는 2개의 원자가, B 안에는 3개의 원자가 있는 셈이군.

A 는 체심 입방 구조, B 는 면심 입방 구조에 해당한다. 그런데 단위 구조 안의 원자의 수는 모서리에 있는 것은 1/8, 면에 있는 것은 1/2, 중심에 있는 것은 1개로 계산한다고 하였다. 그러므로 A 안에 있는 원자의 수는 모서리 1개, 중앙 1개로 2개이며, B 안에 있는 원자의 수는 모서리 1개, 면에 있는 것 3개이므로 4개가 된다.

[오답이 오답인 이유]

① A 의 배위수는 단순 입방 구조보다 2개 많겠군.

단순 입방 구조의 경우 배위수는 6이 되며, 체심 입방 구조의 배위수는 8이라고 하였다. 그런데 A 는 체심 입방 구조에 해당하므로 단순 입방 구조보다 배위수가 2개 많다고 할 수 있다.

② 단위 구조의 격자 상수 중 α, β, γ는 A 와 B 가 동일하겠군.

A, B 모두 정육면 입방 정계의 결정에 해당하므로 α, β, γ는 90도로 동일하다고 할 수 있다.

③ 텅스텐과 크로뮴은 A, 구리와 금은 B 의 결정 구조를 갖겠군.

텅스텐, 크로뮴과 같은 금속은 체심 입방 구조를 가지며 구리, 금, 납과 같은 금속은 면심 입방 구조로 결정을 이룬다고 설명하고 있다.

⑤ 단위 구조 안에서 원자가 차지하는 부피는 A, B 모두 52%가 넘겠군.

단순 입방 구조의 경우 단위 구조의 전체 부피 중 원자가 차지하고 있는 부피는 52%가 된다고 하였으므로 A, B 모두 52%가 넘는다고 할 수 있다.

13. 어휘의 문맥적 의미 파악

㉠과 바꾸어 쓸 수 있는 말로 가장 적절한 것은?

이 문제는: 문맥적 의미가 유사한 어휘를 찾을 수 있는지를 평가하는 문제이다. 문맥상 ‘이루어지다’의 의미가 무엇인지 파악하며 바꾸어 쓸 수 있는 어휘를 찾아본다.

[정답이 정답인 이유]

③ 구성하고

㉠은 ‘몇 가지 부분이나 요소들을 모아 일정한 성질이나 모양을 가진 존재가 되게 하다.’의 의미이다. 그러므로 이는 ‘몇 가지 부분이나 요소들을 모아서 일정한 전체를 짜 이루다.’의 의미를 가진 ‘구성하다’로 바꾸어 활용할 수 있다.

[오답이 오답인 이유]

① 조절하고

‘균형이 맞게 바로잡다. 또는 적당하게 맞추어 나가다.’의 의미이므로 적절하지 않다.

② 지지하고

‘붙들어서 버티게 하다.’의 의미이므로 적절하지 않다.

④ 산출하고

‘계산하여 내다.’의 의미이므로 적절하지 않다.

⑤ 생성하고

‘사물이 생겨나다. 또는 사물이 생겨 이루어지게 하다.’의 의미이므로 적절하지 않다.